[发明专利]玻璃衬底双面铜铟镓硒薄膜太阳电池组件的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏电池制造方法，尤其是一种玻璃衬底双面铜铟镓硒薄膜太阳电池组件的制备方法。

背景技术

以铜铟镓硒薄膜作为吸收层的薄膜太阳电池具有较高的光电转换效率和良好的抗辐射性能，成为光伏电池领域的研究热点之一。铜铟镓硒薄膜太阳电池是在衬底上分别沉积多层薄膜而构成的光伏器件，其一般结构为：减反射膜/栅极/透明电极/窗口层/缓冲层/吸收层/背电极/衬底。此种结构的铜铟镓硒薄膜电池对光的吸收利用率不高。太阳光从外界进入到达铜铟镓硒吸收层，依次经过透明电极、窗口层和缓冲层，最后才到达铜铟镓硒吸收层。在此期间，受各层的光透过率等因素的影响，部分光能被以上各层反射、散射回外界，或被衰减变成热。同时，由于铜铟镓硒吸收层很薄，还有部分光穿透吸收层没有被吸收。因此，真正能让吸收层吸收并最终转变为电能的光能很少。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

为了解决现有技术太阳电池的铜铟镓硒吸收层对太阳光的不完全吸收，影响光电转换效率这一问题，本发明的目的在于提供一种玻璃衬底双面铜铟镓硒薄膜太阳电池组件的制备方法。本发明把电池组件设计成叠层结构，即在玻璃衬底的两面分别沉积宽带隙及窄带隙的铜铟镓硒薄膜电池，其中宽带隙电池沉积在玻璃衬底的迎光面，而窄带隙电池沉积在玻璃衬底的背光面，使得没有被宽带隙电池吸收的低能量可见光被窄带隙电池吸收，从而提高光能的利用率。

为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种玻璃衬底双面铜铟镓硒薄膜太阳电池组件的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、沉积背电极；在玻璃衬底的两面上，用两个SnO₂:F靶同时溅射沉积氧化锡类透明导电SnO₂:F背电极，厚度为0.7μm～1.0μm；分别对两面的背电极进行激光刻划；

步骤二、沉积吸收层；用共蒸发法，即用Cu、In、Ga、Se进行反应蒸发，分别在两面的背电极上沉积两层铜铟镓硒(CuIn_1-xGa_xSe₂)吸收层，厚度为1.0μm～1.5μm；蒸发时，衬底温度控制在400℃～510℃。其中：迎光面吸收层中各元素的原子比为Cu/(In+Ga)：0.85～0.95、x＞0.5，为宽带隙吸收层；背光面吸收层中各元素的原子比为Cu/(In+Ga)：0.85～0.95、x＜0.35，为窄带隙吸收层；

步骤三、沉积缓冲层；用化学水浴法，同时在两面的吸收层上沉积Zn(S，O，OH)缓冲层，厚度为50nm～100nm，水浴温度控制在80℃～90℃；

步骤四、机械刻划；分别对两面的吸收层和缓冲层进行机械刻划；

步骤五、沉积透明电极层；在两面的缓冲层上，用两个SnO₂:In靶同时溅射沉积氧化锡类透明导电SnO₂:In透明电极，厚度为300nm～600nm；

步骤六、透明电极机械刻划；分别对两面的吸收层、缓冲层和透明电极进行机械刻划；

步骤七、封装；在电池组件的正反背电极和透明电极上分别焊接四根汇流条，在每根汇流条上分别焊接一根引出线；把薄膜太阳电池放在滚压平台前，与覆盖膜、粘接层和背面覆盖膜进行层压封装，最后，把边框固定在组件上。

上述步骤一、沉积背电极，也可以用两个ZnO:Al靶同时溅射沉积氧化锌类透明导电ZnO:Al背电极，厚度为0.5μm～0.8μm；同时，步骤五、沉积透明电极层；也可以用两个ZnO:B靶同时溅射沉积氧化锌类透明导电ZnO:B透明电极，厚度为400nm～800nm。

上述步骤一、沉积背电极，也可以用两个ZnO:Ga靶同时溅射沉积氧化锌类透明导电ZnO:Ga背电极，厚度为0.5μm～0.8μm；同时，步骤五、沉积透明电极层；也可以采用上述相同的靶同时溅射沉积氧化锌类透明导电ZnO:Ga透明电极，厚度为400nm～800nm。

上述步骤三、沉积缓冲层；也可以用热蒸发法同时沉积ZnS薄膜缓冲层，厚度为100nm～150nm，衬底温度为200℃。